Keramika z nitridu křemíku (Si3N4)

Keramika z nitridu křemíku je pokročilá technická keramika složená převážně z nitridů, přičemž hlavními krystalickými formami jsou α-nitrid křemíku a β-nitrid křemíku. Podle použitého slinovacího procesu se dělí na za tepla lisovaný nitrid křemíku a reakčně pojený nitrid křemíku.
Slinovací procesy
Za tepla lisovaný nitrid křemíku
-
- Tento typ se vyrábí lisováním prášku nitridu křemíku do formy a následným slinováním při 1700 °C pod tlakem 20–30 MPa.
- Výsledný materiál je hustý, bez pórů a vykazuje vynikající pevnost v ohybu a lomovou houževnatost.
Reakčně pojený nitrid křemíku
-
- Výroba začíná práškem křemíku (Si) nebo nitridu křemíku (Si₃N₄), který se vytvaruje a následně zahřívá v atmosféře bohaté na dusík, čímž dochází k chemické reakci: Si + N₂ → Si₃N₄
- Hotové výrobky mají velmi přesné rozměry, ale obsahují 20–30 % pórovitosti, což znamená nižší pevnost, tvrdost a houževnatost ve srovnání se za tepla lisovaným materiálem.
Ze všech technických keramik má nitrid křemíku nejlepší odolnost vůči tepelným šokům.
Hlavní vlastnosti keramiky z nitridu křemíku
- Vynikající samomazací schopnost a odolnost proti opotřebení
- Nízký koeficient tepelné roztažnosti
- Výjimečná odolnost proti tepelným šokům
- Vysoká tvrdost a nízký koeficient tření (0,1–0,2)
- Dobrá chemická stabilita a elektrická izolace
Přehled vlastností keramiky z nitride křemíku
Vlastnost | Jednotky | Nitrid křemíku (Si₃N₄) |
Obecné | ||
Barva | — | Černá |
Propustnost plynu | atms-cc/sec | Těsný pro plyn < 10⁻¹⁰ |
Absorpce vody | % | 0 |
Hustota | g/cm³ | 3.20 |
Mechanické vlastnosti | ||
Tvrdost Vickers (500 g) | GPa (kg/mm²) | 15 (1529) |
Tvrdost (R45N) | — | 83 |
Lomová houževnatost (vrubový nosník) | MPa·m¹/² | 6 |
Ohybová pevnost | MPa (psi x 10³) | 900 (130) |
Pevnost v tahu @ RT | MPa (psi x 10³) | 537 (78) |
Tlaková pevnost @ RT | MPa (psi x 10³) | 2500 (362) |
Modul pružnosti | GPa (psi x 10⁶) | 300 (44) |
Poissonův poměr | — | 0.28 |
Tepelné vlastnosti | ||
C.T.E. (25 – 600°C) | x 10⁻⁶/°C | 2.9 |
Tepelná vodivost @ RT | W/m·K | 29 |
Max. provozní teplota | °F | 2462 |
Max. provozní teplota | °C | 1350 |
Elektrické vlastnosti | ||
Dielektrická pevnost | V/mil | 300 |
Dielektrická konstanta při 1 MHz | — | 9.1 |
Měrný objemový odpor @ 25 °C | ohms-cm | > 10¹⁴ |
Uvedené hodnoty představují typické materiálové vlastnosti a mohou se lišit v závislosti na konfiguraci výrobku a výrobním procesu.
Pro více informací nás neváhejte kontaktovat.
Aplikace keramiky z nitridu křemíku
Lisovaný nitrid křemíku (HPSN)
- ástroje pro obrábění
- Jednoduše tvarované součásti pro aplikace s opotřebením a vysokou teplotou
- Ložiskové komponenty
Reakčně pojený nitrid křemíku (RBSN)
- Ideální pro složité tvary vyžadující vysokou přesnost
- Těsnicí kroužky v petrochemickém průmyslu
- Lopatky rotorů plynových turbín
Služby v oblasti karbidu křemíku od společnosti WEIERT
Specializujeme se na zakázkové CNC obrábění keramických komponentů z karbidu křemíku. Se zaměřením na vysokou přesnost, odolnost a špičkový výkon poskytujeme řešení přizpůsobená vašim potřebám.
Kontaktujte nás ještě dnes a prodiskutujte svůj projekt – rádi vám ukážeme, jak naše odborné znalosti mohou podpořit vaše podnikání.